TUGAS PENGUKURAN TEKNIK PENGUKURAN TEKANAN
Dosen : Viktor Naubnome,ST., MT.
Oleh : KELOMPOK 5
BAYU SAPTO AJI
(NPM. 1441177005162)
INDRA BAYU PUTRA
(NPM. 1441177005150)
MUHAMAD ARIF JIHAN
(NPM. 1441177005159)
NURUL ISTIQOMAH
(NPM. 1441177005177)
RIZKY ARIVIANA SYAPUTRA (NPM. 1441177005176) SONY SIGIT KURNIAWAN
(NPM. 1441177005083)
JURUSAN TEKNIK MESIN (S1) FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SINGAPERBANGSA KARAWANG 2016
A. Pengertian Tekanan Tekanan dinyatakan sebagai gaya persatuan luas. Dengan demikian, dapat dikatakan tekanan sama dengan tegangan , dan pada umumnya tekanan dapat dianggap sebagai sejenis tegangan juga. Tekanan dapat dihasilkan oleh gas, cairan, atau benda-benda padat. Tekanan dapat diukur sebagai tekanan absolut, tekanan terukur atau tekanan differensial. Tekanan absolut adalah tekanan total yang dihasilkan oleh medium, sedangkan tekanan diferensial adalah beda antara dua tekanan. Tekanan terukur adalah suatu tipe khusus dari tekanan diferensial yang dinyatakan sebagai berikut : Pg = Pa - Ps Dimana : Pg= tekananterukur Pa = tekananabsolut, dan Ps = tekananatmosfer
Suatu ruang hampa di lain pihak didefinisikan sebagai ruangan gas yang tekanannya kurang dari tekanan atmosfer. Tekanan dalam ruangan hampa ini merupakan sejenis tekanan diferensial: V = Ps - Pa Satuan dasar dari tekanan dalam cgs adalah dyne/cm2. Satuan standar SI untuk tekanan adalah Newton per meter persegi (N/m2) atau pascal (Pa). (Nurfatimah, Dwi, et all. 2013)
B. Prinsip Pengukuran Tekanan 2.2.1 Bar dan Pascal 1
Top of Form Tekanan didefinisikan sebagai gaya per satuan luas, dan dapat diukur dalam unit seperti psi (pound per inci persegi), inci air, milimeter merkuri, pascal (Pa, atau N / m²) atau bar. Sampai pengenalan unit SI, yang 'bar' cukup umum. Bar setara dengan 100.000 N / m², yang merupakan satuan SI untuk pengukuran. Untuk menyederhanakan unit, N / m² diadopsi dengan nama Pascal, disingkat Tekanan Pa cukup sering diukur dalam kilopascal (kPa), yang adalah 1000 pascal dan setara dengan 0.145psi. 2.2.2 Absolute, Gauge dan Tekanan Diferensial Pascal adalah sarana mengukur kuantitas tekanan. Bila tekanan diukur dalam referensi ke sebuah vakum mutlak (tidak ada kondisi atmosfer), maka hasilnya akan berada dalam Pascal (Mutlak). Namun ketika tekanan diukur relatif terhadap tekanan atmosfer, maka hasilnya akan disebut Pascal (Gauge). Jika gauge digunakan untuk mengukur perbedaan antara dua tekanan, itu kemudian menjadi Pascal (Differential). Catatan 1: Ini adalah praktek umum untuk menunjukkan tekanan gauge tanpa menentukan jenis, dan untuk menentukan absolut atau diferensial dengan menyatakan 'diferensial' 'mutlak' atau bagi mereka tekanan. Catatan 2: peralatan pengukuran yang lebih tua mungkin dalam hal psi (pound per inci persegi) dan sebagai alat ukur diantaranya mencerminkan dan tekanan mutlak sebagai psig dan psia masing-masing. Perhatikan bahwa 'g' dan 'a' tidak diakui dalam simbol-simbol satuan SI, dan dengan demikian tidak lagi dianjurkan.
Untuk menentukan diferensial dalam inci vakum merkuri kalikan psi oleh 2,036
2
Konversi lainnya yang umum adalah 1 bar = 14,7 psi.
(Bagaskara, 2010) C. Sumber Tekanan 2.3.1 Tekanan Statis Dalam atmosfer pada titik tertentu, tekanan statis yang diberikan sama ke segala arah. tekanan statis adalah hasil dari berat semua molekul udara di atas titik yang menekan tekanan statis tidak melibatkan gerakan relatif udara
(Bagaskara, 2010) 2.3.2 Tekanan Dinamis
3
Cukup sederhana, jika Anda memegang tangan Anda di angin yang kuat atau keluar dari jendela mobil yang bergerak, maka tekanan angin ekstra dirasakan karena udara mempengaruhi tangan Anda. Ini tekanan ekstra di atas dan di atas tekanan (selalu-sekarang) statis, dan disebut tekanan dinamis. Tekanan dinamis karena gerakan relatif. Tekanan Dinamis terjadi jika sebuah benda bergerak melalui udara, atau udara mengalir melewati tubuh.
Dynamic tekanan tergantung pada dua faktor: a. Kecepatan tubuh relatif terhadap flowstream tersebut. Semakin cepat bergerak mobil atau semakin kuat angin bertiup, maka tekanan kuat dinamis yang Anda merasa di tangan Anda. Hal ini karena jumlah yang lebih besar dari molekul udara yang berdampak pada itu per detik.
b. Kepadatan udara. Tekanan dinamis juga tergantung pada kerapatan udara. Jika laju aliran adalah sama, dan udara kurang padat, maka akan ada kekuatan kurang dan akibatnya tekanan dinamis yang lebih rendah.
Tekanan dinamis tergantung pada kerapatan udara
4
(Dwi Satya Palupi, dkk.2009)
2.3.3 Jumlah Tekanan Di atmosfer, beberapa tekanan statis selalu diberikan, tapi untuk tekanan dinamis yang akan diberikan harus ada gerakan tubuh relatif terhadap udara. tekanan total adalah jumlah dari tekanan statis dan tekanan dinamis.Total tekanan juga dikenal dan disebut sebagai dampak tekanan, tekanan pitot atau bahkan tekanan ram.
(Bagaskara, 2010)
D. Metode dan Instrumen Pengukuran Tekanan
5
2.4.1 Electrical Pressure Transducer Kisaran khas transduser di sini adalah: a. Strain gauge b. Kawat getar c. Piezoelectric d. Kapasitansi e. Variabel Linear Differential Transformer f. Optik
Strain Gauge Strain gauge penginderaan menggunakan kawat logam atau chip semikonduktor untuk mengukur perubahan tekanan. Sebuah perubahan tekanan menyebabkan perubahan dalam perlawanan sebagai logam adalah cacat. Deformasi ini tidak permanen sebagai tekanan (gaya yang diberikan) tidak tidak melebihi batas elastis logam. Jika melebihi batas elastis dari deformasi permanen akan terjadi. Hal ini umumnya digunakan dalam pengaturan jembatan Wheatstone dimana perubahan tekanan terdeteksi sebagai perubahan tegangan diukur. pengukur Strain dalam tahap awal adalah logam kabel didukung oleh bingkai. Kemajuan dalam teknologi bahan ikatan berarti bahwa kawat tersebut dapat melekat langsung ke tegang permukaan. Karena pengukuran regangan melibatkan deformasi logam, bahan strain tidak perlu terbatas menjadi kawat. Dengan demikian, lanjut perkembangan juga melibatkan pengukur logam foil. pengukur regangan Berikat adalah lebih biasanya menggunakan tipe. Sebagai pengukur regangan adalah suhu sensitif, kompensasi suhu diperlukan. Salah satu bentuk paling umum kompensasi suhu adalah dengan menggunakan sebuah Wheatstone jembatan. Terlepas dari gauge penginderaan, alat ukur dummy digunakan yang tidak dikenakan untuk kekuatan tetapi juga dipengaruhi oleh variasi suhu. Di jembatan pengaturan dummy gauge membatalkan dengan gauge sensing dan menghilangkan suhu variasi pengukuran.
6
Pengukur Tekanan terutama digunakan karena ukurannya kecil dan respon yang cepat untuk memuat perubahan.
Ciri Aplikasi Tekanan diterapkan untuk mengisolasi diafragma, dimana gaya diteruskan ke sensor polysilicon dengan cara mengisi cairan silikon. Sisi acuan sensor terkena tekanan atmosfer untuk pemancar pengukur tekanan. Sebuah vakum disegel digunakan untuk pemancar tekanan mutlak.
Ketika proses penekanan diterapkan ke sensor, ini membuat defleksi kecil pada pengindraan diafragma, yang langsung menekan sensor sirkuit jembatan Wheatstone. Perubahan resistansi dirasakan dan diubah menjadi sinyal digital untuk pemrosesan oleh mikroprosesor.
Seleksi dan Ukuran Terdapat pilihan yang sangat luas untuk Pengukur Tekanan transduser, dalam jangkauan, ketepatan dan biaya yang terkait.
Kelebihan : a. Jangkauan luas, 7.5kPa ke 1400 Mpa b. Ketidakakuratan sebesar 0,1% c. Ukuran kecil d. Perangkat Stabil dengan respon yang cepat e. Sebagian besar tidak memiliki bagian bergerak f. Kemampuan di luar jangkauan baik
Kekurangan : a. Tidak stabil terhadap bahan ikatan b. Suhu sensitif c. Regangan Thermoelastis menyebabkan histeresis
7
Batasan Aplikasi Semua aplikasi Pengukur Tekanan memerlukan diaturnya stok energi untuk rangsangan tegangan, walaupun hal ini umumnya di dalam sensing rangkaian.
Kabel Bergetar Jenis sensor terdiri
dari sirkuit osilator
elektronik
yang
menyebabkan kawat untuk bergetar pada frekuensi alami ketika berada di bawah ketegangan. Prinsipnya adalah sama dengan senar gitar. Kabel getar terletak di diafragma. Perubahan tekanan diafragma sehingga tidak ketegangan pada kawat yang menyebabkan tegangan pada kabel ikut bergetar atau beresonansi. Perubahan frekuensi ini akibat langsung dari perubahan tekanan dan yang terdeteksi dan ditampilkan sebagai tekanan. Frekuensi dapat dirasakan sebagai pulsa digital dari pengambilan elektromagnetik atau penginderaan coil. Sebuah pemancar elektronik kemudian akan mengubahnya menjadi sinyal listrik yang cocok untuk transmisi. Jenis pengukuran tekanan dapat digunakan untuk diferensial, absolut atau pemasangan alat ukur. Pengukuran tekanan mutlak dicapai oleh mengevakuasi tekanan diafragma rendah. Tekanan vakum khas untuk kasus seperti itu menjadi sekitar 0,5 Pa.
Keuntungan : a. Akurasi dan pengulangan yang baik b. Stabil c. Histerisis rendah d. Resolusi tinggi e. Absolute, pengukuran atau pengukuran diferensial
Kekurangan a. Suhu sensitif
8
b. Terkena kejutan dan getaran c. Tidak Linier d. Ukuran fisik besar
Batasan Pemakaian Suhu bervariasi membutuhkan penggantian suhu dalam sensor, ini masalah ini membatasi sensitivitas perangkat. Keluaran yang dihasilkan adalah non-linear yang dapat menyebabkan masalah kendali yang berkelanjutan. Teknologi ini jarang digunakan. Adanya teknologi yang lebih tua itu biasanya ditemukan pada sirkuit analog kontrol.
Piezoelectric Ketika tekanan diberikan pada kristal, mengalami deformasi elastis.
Tekanan
Piezoelektrik
merasakan
terlibatnya
pengukuran
deformasi tersebut. Bila sebuah kristal cacat, muatan listrik yang dihasilkan hanya beberapa detik. Sinyal Elektrik sebanding dengan gaya yang diterapkan. Karena sensor ini hanya bisa mengukur untuk waktu yang singkat, mereka tidak cocok untuk pengukuran tekanan statis.
Pengukuran Lebih cocok yang terbuat dari tekanan dinamis yang disebabkan dari: a. Kejutan b. Getaran c. Ledakan d. Denyut Pulsa e. Mesin f. Pemampatan
Jenis tekanan perasa tidak mengukur tekanan statis, dan dengan demikian membutuhkan beberapa cara untuk mengidentifikasi tekanan yang diukur. Seperti mengukur tekanan dinamis, pengukuran harus dirujuk
9
ke kondisi awal sebelum dampak gangguan tekanan. Tekanan dapat dinyatakan dalam unit tekanan relatif, Relativitas Pascal Kuarsa umumnya digunakan sebagai kristal penginderaan seperti yang murah, stabil dan sensitif terhadap variasi suhu. Tourmaline merupakan alternatif yang memberikan lebih cepat respon cepat, biasanya dalam orde mikrodetik.
Keuntungannya : a. Akurasi 0,075% b. Pengukuran tekanan sangat tinggi, sampai 70Mpa c. Ukuran kecil d. Kuat e. Respon cepat
Kekurangan : a. Hanya merasa secara dinamis b. Suhu sensitif
Kapasitansi Pengukuran tekanan yang Kapasitif melibatkan merasakan perubahan kapasitansi yang dihasilkan dari pergerakan diafragma. Sensor energi elektrik dengan osilator frekuensi tinggi. Seperti diafragma dibelokkan karena perubahan tekanan, kapasitansi relatif diukur dengan sirkuit jembatan. Dua desain yang cukup umum. Yang pertama adalah desain dua-plat dan dikonfigurasi untuk beroperasi dalam modus seimbang atau tidak seimbang. Yang lainnya adalah desain kapasitor tunggal. Modus seimbang adalah dimana referensi kapasitor yang bervariasi untuk memberikan tegangan nol pada keluaran. Modus seimbang perlu mengukur rasio keluaran untuk menaikkan tegangan untuk menentukan tekanan.
10
Jenis pengukuran tekanan cukup akurat dan memiliki jangkauan operasional yang luas. pengukuran tekanan Kapasitif juga cukup umum untuk menentukan tingkat dalam tangki atau kapal.
Kelebihannya : a. Ketidakakuratan 0,01-0,2% b. Rentang 80Pa untuk 35Mpa c. Linearitas d. Cepat tanggap
Kekurangannya : a. Sensitif terhadap Suhu b. Masalah kapasitansi Stray c. Getaran d. Kemampuan terbatas kelebihan tekanan e. Biaya
Batas aplikasi Banyak kerugian di atas telah ditanggulangi dan masalah mereka berkurang dalam desain baru. Sensor pengontrol suhu yang tersedia untuk aplikasi membutuhkan ketelitian yang tinggi. Transformator Linear Variable Differential
11
Jenis pengukuran tekanan mengandalkan pergerakan pada sebuah permeabilitas yang tinggi inti dalam kumparan transformator. Gerakan ini ditransfer dari proses menengah ke inti dengan menggunakan sebuah pembatas, atau tabung Bourdon
LVDT (Linear Variable Differential Transformator) beroperasi pada rasio induktansi antara kumparan. Tiga kumparan ke tabung isolasi yang sama dan berisi inti besi permeabilitas yang tinggi. kumparan primer adalah kumparan yang terletak di antara dua kumparan sekunder dan energi dengan arus alternatif.
Kekurangannya : a. Menggunakan Mekanik b. Getaran
Optik Sensor optik dapat digunakan untuk mengukur pergerakan diafragma karena adanya tekanan. Sebuah baling-baling dipasang ke diafragma dan bergerak di depan sinar inframerah. Seperti cahaya yang terganggu, lampu diterima pada pengukuran dioda menunjukkan posisi diafragma. Sebuah dioda digunakan untuk menunda perubahan dari sumber cahaya. Selain itu, dengan menggunakan referensi dioda, efek suhu yang tidak berlaku karena mereka dipengaruhi pensensoran dan refrensi dioda dengan cara yang sama Kelebihannya : 12
a. Suhu dikoreksi b. Baik pada perulangan c. Mengabaikan histesisis
Kekurangan : a. Mahal harganya (Handayani,Sri.,dan Damari,Ari.2009)
2.4.2 Tekanan transduser dan elemen Mekanikal a. Tabung Bourdon b. Helix dan tabung spiral c. Spring dan bellow d. Diafragma e. Manometer f. Single dan Double terbalik bel
C-Bourdon Tube Tabung Bourdon bekerja pada prinsip sederhana bahwa tabung bengkok akan berubah bentuknya saat terkena variasi tekanan internal dan eksternal. Sebagai tekanan diterapkan secara internal, meluruskan tabung dan kembali ke bentuk aslinya ketika tekanan dilepaskan. Ujung tabung bergerak dengan perubahan tekanan internal dan mudah dikonversi dengan pointer ke skala. Link konektor digunakan untuk mentransfer gerakan ujung ke sektor gerakan diarahkan. pointer ini diputar melalui pinion bergigi oleh sektor diarahkan Jenis gauge mungkin memerlukan pemasangan vertikal (orientasi tergantung) untuk hasil yang benar. Unsur ini tunduk pada shock dan getaran, yang juga karena massa tabung. Karena ini dan jumlah gerakan dengan jenis penginderaan, mereka rentan terhadap kerusakan, terutama di dasar tabung.
13
Keuntungan utama dengan tabung Bourdon adalah bahwa ia memiliki operasional yang luas (tergantung pada bahan tabung). Jenis pengukuran tekanan dapat digunakan untuk rentang tekanan positif atau negatif, walaupun akurasi yang terganggu ketika dalam ruang hampa.
Seleksi dan Ukuran Jenis tugas adalah salah satu kriteria seleksi yang utama ketika memilih tabung Bourdon untuk pengukuran tekanan. Untuk aplikasi yang bersepeda cepat dari tekanan proses, seperti di ON / OFF sistem dikendalikan, maka transduser mengukur membutuhkan snubber internal. Mereka juga rentan terhadap kegagalan dalam aplikasi ini. Cair perangkat diisi adalah salah satu cara untuk mengurangi keausan dan air mata pada elemen tabung.
Keuntungan : a. Murah b. Wide Jarak operasi c. Cepat tanggap d. Baik sensitivitas e. Pengukuran tekanan langsung
Kekurangan : a. Terutama dimaksudkan untuk indikasi hanya b. Non transduser linier, linearised oleh mekanisme gear c. Histeresis pada bersepeda d. Sensitif terhadap variasi suhu e. Terbatas hidup ketika subjek shock dan getaran
14
Keterbatasan Aplikasi Perangkat ini harus digunakan di udara jika dikalibrasi untuk udara, dan dalam bentuk cair jika dikalibrasi untuk cairan. Perawatan khusus yang diperlukan untuk aplikasi cair pada perdarahan udara dari garis cair.
Jenis pengukuran tekanan terbatas pada aplikasi di mana ada masukan shock (gelombang tiba-tiba tekanan), dan dalam proses bergerak cepat. Jika aplikasi untuk penggunaan oksigen, maka perangkat tidak dapat dikalibrasi dengan menggunakan minyak. rentang yang lebih rendah biasanya dikalibrasi di udara. rentang yang lebih tinggi, biasanya 1000kPa, yang dikalibrasi dengan tester bobot mati (minyak hidrolik).
Helix dan Spiral Tubes Helix dan tabung spiral yang dibuat dari pipa menjadi bentuk sesuai penamaan mereka. Dengan satu ujung disegel, tekanan diberikan pada tabung menyebabkan tabung untuk meluruskan. Jumlah pelurus atau uncoiling ditentukan oleh tekanan yang diterapkan.
Kedua pendekatan menggunakan prinsip Bourdon. Bagian uncoiling tabung secara mekanik terkait dengan pointer yang menunjukkan tekanan diterapkan pada
15
skala. Hal ini memiliki keuntungan ditambahkan dalam tabung C-Bourdon karena ada kerugian tidak ada gerakan karena link dan tuas.
Tabung Spiral cocok untuk tekanan berkisar hingga 28.000 kPa dan tabung Helical untuk rentang sampai 500.000 kPa. Tekanan penginderaan elemen bervariasi tergantung pada berbagai tekanan operasi dan jenis proses yang terlibat. Pemilihan spiral atau elemen heliks didasarkan pada rentang tekanan. The tingkat tekanan antara spiral dan tabung heliks bervariasi tergantung pada produsen. unsur tekanan rendah hanya memiliki dua atau tiga kumparan merasakan rentang tekanan
diperlukan,
tekanan
bagaimanapun
pengindera
tinggi
mungkin
memerlukan hingga 20 gulungan. Satu perbedaan dan keuntungan dari ini adalah dampening mereka dengan cairan di bawah tekanan.
Keuntungan dan kerugian dari jenis pengukuran yang mirip dengan CBourdon tabung dengan perbedaan-perbedaan berikut:
Keuntungan a. Meningkatkan akurasi dan sensitivitas b. Tinggi overrange perlindungan
Kekurangan a. Sangat mahal
Spring and Bellows Sebuah bellow merupakan unsur diperluas dan terdiri dari serangkaian lipatan yang memungkinkan ekspansi. Salah satu ujung Bellows adalah tetap dan bergerak lainnya dalam menanggapi diterapkan tekanan. Sebuah pegas digunakan untuk melawan gaya diterapkan dan hubungan yang menghubungkan akhir bellow ke sebuah penunjuk untuk indikasi. Bellow tipe sensor juga tersedia yang memiliki tekanan penginderaan di bagian luar dan atmosfer kondisi dalam. musim semi ini ditambahkan ke bellow untuk pengukuran yang lebih akurat. Yang elastis
16
aksi bellow sendiri tidak cukup untuk secara tepat mengukur kekuatan tekanan diterapkan. Jenis pengukuran tekanan terutama digunakan untuk kontrol ON / OFF menyediakan membersihkan kontak untuk membuka dan menutup sirkuit listrik. Bentuk penginderaan menanggapi perubahan tekanan pneumatik atau hidrolik.
Aplikasi khas Tekanan proses terhubung ke sensor dan diterapkan secara langsung. Dengan meningkatnya tekanan, bellow mengerahkan gaya pada musim semi utama. Ketika gaya ambang musim semi utama adalah mengatasi, gerak ditransfer ke blok kontak menyebabkan kontak untuk menjalankan. Ini adalah pengaturan Trip. Ketika tekanan menurun, mata air utama akan menarik yang menyebabkan sekunder diferensial pisau pegas untuk mengaktifkan dan me-reset kontak. Ini adalah pengaturan Reset. Gaya pada pegas utama adalah bervariasi dengan memutar penyesuaian rentang operasi sekrup. Hal ini menentukan di mana perjalanan akan kontak. Gaya pada pegas pisau diferensial sekunder bervariasi dengan memutar diferensial sekrup penyesuaian. Ini menentukan di mana kontak akan mengatur ulang.
Ilustrasi grafis paduan tembaga dapat digunakan pada air atau udara. cairan dan gas lainnya mungkin digunakan jika non-korosif terhadap paduan ini. Gunakan jenis baja stainless 316 lebih korosif cairan atau gas. Piston kontrol digunakan untuk cairan hidrolik yang beroperasi pada tekanan tinggi. Mereka tidak dimaksudkan untuk digunakan dengan udara atau air sebagai ketepatan mereka terbatas.
Pendinginan Aplikasi Kontrol Refrigerasi dibangun dengan denyut peredam tambahan untuk menyaring keluar pulsations parah yang dihasilkan oleh reciprocating kompresor pendingin.
17
Tekanan kontrol tidak dilengkapi dengan fungsi snubber ditambahkan dapat mengakibatkan berkurangnya bellow hidup. Hasil hidup berkurang dari pulsations cukup parah untuk menyebabkan bellow untuk memekik pada frekuensi pompa atau pada gelombang harmonik yang dihasilkan terdistorsi di SPBU tertentu loading tuntutan. kontrol Pendinginan umumnya disediakan sebagai standar dengan snubber pulsasi dibangun ke dalam batang dari bellow.
Keuntungan a. Konstruksi sederhana b. Mudah dipelihara c. Murah
Kekurangan a. Terhadap variasi suhu b. Pekerjaan pengerasan bellow c. Histeresis d. Miskin overrange perlindungan
Aplikasi Keterbatasan Untuk aplikasi di mana pengaturan pendekatan 0 psi, menggunakan sensor yang memiliki range yang masuk ke vakum. Lonjakan tekanan (pulsa transient) dapat terjadi dalam suatu sistem sebelum mencapai kondisi negara stabil. Umumnya, gelombang tekanan di dalam nilai diterbitkan dihasilkan selama start-up atau shutdown dari mesin atau sistem (tidak melebihi 8 kali dalam 24 periode jam), dapat diabaikan. Bellow dan perlengkapan khusus disiapkan untuk oksigen dan layanan nitrous oxide. Kedua perangkat tersebut diuji dengan oksigen murni, bellow terpasang untuk perlindungan dari kontaminasi, dan peringatan tag umumnya diterapkan untuk menghindari kontaminasi.
Diafragma
18
sensor tekanan Banyak bergantung pada defleksi diafragma untuk pengukuran. Diafragma adalah disc fleksibel, yang dapat dilakukan secara datar atau dengan konsentris. Lipatannya dan terbuat dari logam lembaran dengan dimensi toleransi yang tinggi. Diafragma dapat digunakan sebagai alat mengisolasi cairan proses, atau untuk highpressure aplikasi. Hal ini juga berguna dalam memberikan pengukuran tekanan dengan transduser listrik. Diafragma yang dikembangkan dengan baik dan terbukti. desain modern telah diabaikan histeresis, gesekan dan masalah kalibrasi bila digunakan dengan instrumentasi cerdas. Mereka digunakan secara luas pada tanaman penyejuk udara dan untuk ON / OFF switching aplikasi. Seleksi Pemilihan bahan diafragma adalah penting, dan sangat tergantung pada aplikasi. tembaga Berilium memiliki kualitas elastis yang baik, di mana Ni-Span C memiliki sangat suhu rendah koefisien elastisitas. Stainless steel dan Inconel digunakan dalam aplikasi temperatur ekstrim, dan juga cocok untuk lingkungan korosif. Untuk histerisis minimum dan drift, maka Quartz adalah pilihan terbaik.
Ada dua jenis utama pembangunan dan pengoperasian sensor diafragma. Yaitu: a. Motion Balanced b. Angkatan Balanced
Desain Motion seimbang digunakan untuk mengendalikan lokal, indikator pembacaan langsung. Namun demikian rentan terhadap kesalahan histeresis dan gesekan.
desain
Force
seimbang
digunakan
sebagai
pemancar
untuk
menyampaikan informasi dengan tinggi akurasi, namun mereka tidak memiliki kemampuan indikasi langsung.
Keuntungan a. Memberikan isolasi dari fluida proses b. Baik untuk tekanan rendah c. Murah d. Beragam e. Handal dan terbukti
19
f. Digunakan untuk mengukur gauge, tekanan atmosfer dan diferensial
Manometer Bentuk paling sederhana dari manometer adalah bahwa dari sebuah tabung berbentuk U diisi dengan cairan. tekanan yang akan diukur diterapkan ke ujung terbuka tabung. Jika ada perbedaan tekanan, maka ketinggian cairan pada dua sisi tabung akan berbeda. Perbedaan ketinggian adalah tekanan proses dalam mm air (atau mm merkuri). Konversi menjadi kPa cukup sederhana: untuk air, Pa = 9,807 x mm H2O untuk merkuri, Pa = 133,3 mm Hg x
Aplikasi khas Jenis pengukuran tekanan terutama digunakan untuk cek spot atau untuk kalibrasi. Mereka digunakan untuk pengukuran kisaran rendah, sebagai pengukuran yang lebih tinggi membutuhkan merkuri. Merkuri merupakan racun dan karena itu dianggap agak berbahaya.
Keuntungan a. Operasi dan konstruksi sederhana b. Murah Kekurangan a. Kisaran tekanan rendah (air) b. Kisaran tekanan tinggi membutuhkan merkuri 20
c. Bacaan dilokalisasi
Single dan Double Bell Instrumen Bell mengukur perbedaan tekanan di dalam kompartemen di setiap sisi sebuah ruang berbentuk lonceng. Jika tekanan yang akan diukur adalah dirujuk ke kondisi sekitarnya, maka kompartemen bawah dibuang ke atmosfer dan tekanan gauge diukur. Jika kompartemen bawah dievakuasi untuk membentuk vakum, maka tekanan akan diukur dalam unit mutlak. Namun, untuk mengukur tekanan diferensial, tekanan yang lebih tinggi dihubungkan ke bagian atas ruang dan tekanan rendah ke bawah.
(Saripudin,Arip.,Rustiawan K.,Dede,dan Suganda,Agit.2009)
E. Instalasi Considerasi Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam aplikasi pengukuran tekanan. Semua memerlukan beberapa pemikiran baik dalam perencanaan maupun pelaksanaan. 2.5.1 Lokasi Koneksi Proses Proses koneksi harus terletak di atas jalur proses untuk gas, dan pada sisi dari garis untuk cairan lainnya. 21
2.5.2 Isolasi katup Banyak perangkat tekanan yang memerlukan penyadapan titik ke dalam proses. Isolasi katup harus dipertimbangkan antara proses fluida dan peralatan pengukuran jika perangkat perlu dibawa keluar dari layanan untuk penggantian atau kalibrasi. 2.5.3 Penggunaan Dorongan Perpipaan Dorongan perpipaan harus sesingkat mungkin. Instrumen dalam aplikasi gas harus menjadi pengeringan sendiri. Cukup pengeringan dapat dicapai dengan garis miring terhadap proses untuk menghindari perangkap condensables dan cairan. Instrumen yang digunakan dalam aplikasi cair dan terkondensasi harus berdiri sendiri ventilasi. Selfventilasi dilakukan oleh garis miring terhadap instrumen untuk menghindari perangkap gas. Jika padatan, dapat menumpuk di baris impuls, tee dan alat kelengkapan harus dipasang di tempat siku untuk memungkinkan "rodding" terpasang. 2.5.4 Tes Dan Pengeringan Katup Terlepas dari katup isolasi pada sambungan proses, kebutuhan untuk uji dan pengeringan katup harus dievaluasi. Jika cairan yang akan diukur adalah beracun atau korosif, sebuah tiupan baris katup harus disediakan. Untuk alasan pemeliharaan, semua katup harus dapat diakses baik dari tanah atau platform yang cocok. 2.5.5 Konstruksi Sensor Tergantung pada lingkungan di mana instrumen yang akan digunakan, pemilihan sensor yang benar juga harus melibatkan kondisi fisik. Sensor mungkin perlu tertutup secara mekanis, elektronik dan termal dari media proses dan lingkungan eksternal. Mekanik dan isolasi termal dapat dicapai dengan memindahkan sensor dari proses mengarah ke posisi di lingkungan elektronik. Hal ini dapat mengakibatkan peningkatan statis tekanan kinerja dan menghapus sensor dari panas langsung. tabung transportasi Glass-disegel tekanan dan mounting sel yang terisolasi menyediakan isolasi listrik. Hal ini
22
meningkatkan kinerja dan memberikan perlindungan sementara untuk elektronik. 2.5.6 Efek Suhu Temperatur yang tinggi dan variasi suhu yang besar dapat mempengaruhi peralatan pengukuran tekanan. Salah satu bentuk paling umum kompensasi suhu adalah dengan menggunakan jembatan Wheatstone. Terlepas dari sensor primer, sebuah sensor buatan yang digunakan tidak hanya dikenakan kekuatan tetapi juga dipengaruhi oleh variasi suhu. Di jembatan pengaturan sensor buatan membatalkan tegangan sensor utama dan dengan demikian menghilangkan variasi suhu dalam pengukuran. Suhu pengukuran dan koreksi dalam perangkat adalah bentuk lain dari kompensasi untuk efek termal, tetapi adalah pilihan yang lebih mahal. 2.5.7 Remote Segel Diafragma Remote segel diafragma dapat digunakan untuk media mencegah dari menghubungi diafragma pemancar sementara proses mengukur tekanan. sistem seal Remote harus dipertimbangkan jika: Korosi dapat menyebabkan masalah dengan transmitter dan tekanan elemen penginderaan. Cairan pesensor mengandung padatan tersuspensi atau cukup kental untuk menyumbatperpipaan. Suhu proses berada di luar rentang operasi normal daripemancar. Cairan proses dapat membekukan atau memantapkan dalam pipa pemancar atau impuls. Media proses perlu mengeluarkan dari proses sambungan saatmengubah proses. Memelihara kondisi sanitasi atau aseptik. Menghilangkan perawatan yang diperlukan dengan aplikasi. Membuat kepadatan atau pengukuran lainnya. 2.5.8 Kewaspadaan Dengan Remote Segel Diafragma
23
Walaupun manfaat menggunakan segel diafragma remote tercantum di atas, namun mereka dapat memiliki efek pada respon pemancar secara keseluruhan. Dengan memilih segel, kapiler dan cairan isi, efek kinerja yang benar pemancar dapat diminimalkan sementara masih mencapai persyaratan proses. 2.5.9 Kewaspadaan Dengan Remote Stempel Diafragma Walaupun manfaat menggunakan segel diafragma remote tercantum di atas, mereka dapat namun memiliki efek pada respon pemancar secara keseluruhan. Dengan memilih yang benar segel, kapiler dan cairan isi, efek kinerja pemancar dapat diminimalkan sementara masih mencapai persyaratan proses. (Rakhmawati, Amalia.2011)
24
DAFTAR PUSTAKA
Bagaskara.2010. Pengukuran Tekanan. Handayani,Sri.,Damari,Ari.2009.FisikaUntuk SMA dan MA Kelas XI.Jakarta :PusatPerbukuanDepartemenPendidikan Nasional. Palupi,Dwi Satya.,Suharyanto,danKaryono.2009.FisikaUntuk SMA dan MA Kelas XI.Jakarta :CV.Sahabat. Rakhmawati, Amalia.2011.PengetahuanAlatUkurTekanandanKalibrasi : Pressure Gauge.Jakarta: KementerianPerdaganganRepublik Indonesia. Saripudin,Arip.,Rustiawan K.,Dede,danSuganda,Agit.2009.PraktisBelajarFisika.Jakarta:Visindo Media Persada.
25
